一種微藻空氣凈化器自動(dòng)控制系統(tǒng)及控制方法
【專利說明】一種微藻空氣凈化器自動(dòng)控制系統(tǒng)及控制方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及環(huán)境工程和自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微藻空氣凈化器自動(dòng)控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來，全國中東部地區(qū)民眾在PM2.5的爆表中度日如年，從東北到西北，從華北到中部乃至黃淮、江南地區(qū)，大范圍的重度和嚴(yán)重污染讓民眾備受煎熬，北京、石家莊、保定、邯鄲、天津、滄州、廊坊、唐山等京津冀地區(qū)，都發(fā)布了大霧橙色預(yù)警，山東、四川、安徽等省市都發(fā)布了黃色或橙色預(yù)警，河南新鄉(xiāng)和開封甚至發(fā)布了大霧紅色預(yù)警信號(hào)。在醫(yī)院，與空氣污染有關(guān)的病患者增多。
[0004]近年來全國大范圍霧霾頻發(fā)，多地PM2.5爆表，大氣環(huán)境污染已然成為威脅人類生存的重大問題。對(duì)于生活在現(xiàn)代城市的大多數(shù)人來說，約有60% — 70%的時(shí)間是在室內(nèi)度過，居住條件的好壞與身體健康有著密切的關(guān)系。室內(nèi)污染物濃度高于室外2— 5倍，在特殊情況下可達(dá)到100倍。室內(nèi)污染具有影響范圍大、接觸時(shí)間長、污染物濃度低、濃度變化大、污染物種類多、易受環(huán)境條件及氣象因素影響、危害健康等特點(diǎn)。隨著對(duì)室內(nèi)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，人們迫切希望有一個(gè)安全、舒適、健康的生活空間。
[0005]除室外空氣污染的影響外，室內(nèi)空氣惡化的主要起因有大量使用化學(xué)建筑材料、裝飾裝修材料、人造板材復(fù)合家具等散發(fā)有毒有害氣體，還與建筑因節(jié)能要求密閉性提高、空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量減少等因素密切相關(guān)。室內(nèi)污染物主要分為三大類:PMlO和PM2.5等懸浮顆粒物、揮發(fā)性有機(jī)污染物、細(xì)菌病毒等微生物。因此，對(duì)室內(nèi)空氣污染進(jìn)行控制和治理是目前改善人類生存環(huán)境的有效途徑。
[0006]空氣凈化器又稱空氣清潔器、空氣清新機(jī)、凈化器，是指能夠吸附、分解或轉(zhuǎn)化各種空氣污染物(一般包括PM2.5、粉塵、花粉、異味、甲醛之類的裝修污染、細(xì)菌、過敏原等)，有效提高空氣清潔度的產(chǎn)品，主要分為家用、商用、工業(yè)、樓宇?？諝鈨艋髦杏卸喾N不同的技術(shù)和介質(zhì)，使它能夠向用戶提供清潔和安全的空氣。常用的空氣凈化技術(shù)有:吸附技術(shù)、負(fù)(正)離子技術(shù)、催化技術(shù)、光觸媒技術(shù)、超結(jié)構(gòu)光礦化技術(shù)、HEPA高效過濾技術(shù)、靜電集塵技術(shù)等；材料技術(shù)主要有:光觸媒、活性炭、極炭心濾芯技術(shù)、合成纖維、HEAP高效材料、負(fù)離子發(fā)生器等?，F(xiàn)有的空氣凈化器多采為復(fù)合型，即同時(shí)采用了多種凈化技術(shù)和材料介質(zhì)。根據(jù)空氣凈化器針對(duì)空氣中顆粒物去除技術(shù)，主要有機(jī)械濾網(wǎng)式、靜電駐極濾網(wǎng)式、高壓靜電集塵、負(fù)離子和等離子體法等。
[0007]但是現(xiàn)有的空氣凈化器只采用一種空氣凈化技術(shù)，能處理的污染物較為單一?，F(xiàn)有的活性炭空氣凈化器常常面臨活性炭吸附能力過載，需要重新更換活性炭的問題。而且現(xiàn)有的空氣凈化器一般只能達(dá)到吸收污染物的作用，且成本較高，不利于維護(hù)。因此開發(fā)一種凈化效果好、成本低的凈化器自動(dòng)控制系統(tǒng)有著十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種凈化效果好、成本較低、易于操作及維護(hù)的微藻空氣凈化器自動(dòng)控制系統(tǒng)及控制方法。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種微藻空氣凈化器自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括凈化器本體和與凈化器本體固定相連的控制元件。
[0010]所述凈化器本體包括透明的儲(chǔ)藻池和覆蓋于儲(chǔ)藻池上方的桶體。
[0011]所述儲(chǔ)藻池為無蓋的長方體結(jié)構(gòu)，所述儲(chǔ)藻池底部固定安裝有加熱器A ;所述儲(chǔ)藻池上端部側(cè)面開有進(jìn)氣口 ；所述儲(chǔ)藻池內(nèi)部下端位置固定安裝有溫度傳感器；所述儲(chǔ)藻池下端部側(cè)面開有一出水孔，所述出水孔通過出水管與水泵相連通，所述儲(chǔ)藻池上端部外側(cè)面固定安裝有毒有害檢測(cè)氣體探頭和PM2.5檢測(cè)探頭；所述儲(chǔ)藻池底部固定安裝有日光燈。
[0012]所述桶體為無底有蓋的分段嵌套式結(jié)構(gòu)，所述桶體分為五段，從上往下依次為a段、A段、B段、C段、D段；所述A段、B段、C段的側(cè)面桶壁上分別開有通孔A、通孔B、通孔C ;所述a段與A段間隔有紗布a，所述A段與B段間隔有紗布A，B段與C段間隔有紗布B，C段與D段間隔有紗布C，所述紗布a上方平鋪有一層活性炭；所述紗布A上方設(shè)有噴頭A，紗布B上方設(shè)有噴頭B，紗布C上方設(shè)有噴頭C，所述噴頭A、噴頭B、噴頭C分別通過穿過通孔A、通孔B、通孔C且相互平行的硬管A、硬管B、硬管C與軟管相連通；所述軟管另一端與水泵固定連接；所述桶體內(nèi)部側(cè)面上固定安裝有溫濕度傳感器；所述桶體頂部開有通風(fēng)孔，所述通風(fēng)孔外側(cè)在桶體表面上固定安裝有一風(fēng)機(jī)，所述通風(fēng)孔內(nèi)側(cè)在風(fēng)機(jī)下方固定安裝有一加熱器B。
[0013]所述溫度傳感器、溫濕度傳感器、有毒有害檢測(cè)氣體探頭、PM2.5檢測(cè)探頭、加熱器
A、加熱器B、風(fēng)機(jī)、水泵、日光燈均通過信號(hào)線A與控制元件相連。
[0014]進(jìn)一步的，所述控制元件為PLC或單片機(jī)或嵌入式中的任意一種。
[0015]進(jìn)一步的，所述桶體內(nèi)表面在通風(fēng)孔兩側(cè)分別固定安裝有紫外光燈，所述紫外光燈通過導(dǎo)線與控制元件相連。
[0016]進(jìn)一步的，所述日光燈、加熱器A、加熱器B、風(fēng)機(jī)、水泵與控制元件之間分別連接有一繼電器A、繼電器B、繼電器C、繼電器D、繼電器E。
[0017]進(jìn)一步的，所述控制元件通過信號(hào)線B還連接有顯示屏和蜂鳴器，所述顯示屏位于凈化器本體旁邊，所述蜂鳴器安裝于顯示屏上方。
[0018]本發(fā)明還公開了一種使用所述的微藻空氣凈化器自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下方法步驟:
A.首先是凈化器系統(tǒng)內(nèi)部的空氣凈化，通過對(duì)所述進(jìn)氣口通空氣，使微藻進(jìn)行光合作用釋放氧氣；
B.白天，溫濕度傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)凈化器內(nèi)部的溫度和濕度，由于微藻對(duì)生長環(huán)境的溫度和濕度有一定要求，所以溫濕度傳感器把測(cè)得的溫度和濕度通過信號(hào)線A輸入到控制元件中，控制元件對(duì)輸入的數(shù)值進(jìn)行一個(gè)判斷對(duì)比；
C.如果溫度值低于預(yù)設(shè)值24°C時(shí)，桶體上方的加熱器B和風(fēng)機(jī)開始工作，把產(chǎn)生的熱空氣往下吹，以提高凈化器內(nèi)部的溫度，當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值24° C時(shí)，控制元件控制風(fēng)機(jī)和加熱器B停止工作；
D.同時(shí)，如果濕度值低于預(yù)設(shè)值60%時(shí)，控制元件控制水泵開始工作，把藻液通過水泵抽吸后經(jīng)噴頭A、噴頭B、噴頭C噴淋到紗布A、紗布B、紗布C上，當(dāng)濕度達(dá)到預(yù)設(shè)值60%時(shí)，水泵停止工作；
E.溫度傳感器檢測(cè)儲(chǔ)藻池中微藻藻液的溫度，并且把藻液的溫度值實(shí)時(shí)輸入控制元件中，控制元件將輸入值跟預(yù)設(shè)值25° C對(duì)比，如果溫度低于預(yù)設(shè)值25° C時(shí)，儲(chǔ)藻池底部的加熱器A開始工作，當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，加熱器A停止工作；
F.晚上，控制元件通過時(shí)間控制給繼電器A信號(hào)，繼電器A閉合，日光燈開始工作，使微藻繼續(xù)光合作用；
G.然后是凈化器系統(tǒng)外部的空氣凈化，有毒有害檢測(cè)氣體探頭檢測(cè)空氣中的CO、NOx,SOx，將檢測(cè)的值輸送至控制元件中與預(yù)設(shè)值對(duì)比，當(dāng)CO、NOx, SOx的值超過空氣中的正常標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，控制元件使風(fēng)機(jī)開始反轉(zhuǎn)，將外部氣體吸入凈化器中，水泵開始工作，藻液噴淋到紗布A、紗布B、紗布C上，微藻、活性炭、紫外光燈同時(shí)對(duì)吸入的空氣進(jìn)行凈化；
H.同時(shí)，PM2.5檢測(cè)探頭檢測(cè)空氣中的PM2.5，當(dāng)檢測(cè)值值大于預(yù)設(shè)值時(shí)，控制元件對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行無極調(diào)速，即當(dāng)PM2.5的值超出預(yù)設(shè)值很多時(shí)，說明空氣中PM2.5污染嚴(yán)重，控制風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速較低，使凈化器內(nèi)部對(duì)空氣進(jìn)行充分凈化；當(dāng)PM2.5的值超出預(yù)設(shè)值不是很多時(shí)，說明PM2.5濃度較低，控制風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速較高，可以快速凈化空氣，加快凈化速度；
1.在上述步驟進(jìn)行的同時(shí)，通過控制元件將檢測(cè)的數(shù)值實(shí)時(shí)顯示在顯示屏上，任何檢測(cè)值超過預(yù)設(shè)值，蜂鳴器就開始報(bào)警，提醒附近的人員注意。
[0019]本發(fā)明的有益效果如下:
1.本發(fā)明的凈化器自動(dòng)控制系統(tǒng)及控制方法，通過多種傳感器的配合，來檢測(cè)凈化器內(nèi)部的溫濕度和凈化器外空氣中的有毒有害氣體和PM2.5的含量，將檢測(cè)結(jié)果反饋至控制元件，再由控制元件控制加熱器對(duì)凈化器中的微藻進(jìn)行光合作用，同時(shí)控制紫外光燈和活性炭使其共同凈化空氣，將空氣中的污染物和有毒有害氣體凈化，達(dá)到凈化空氣，增加氧氣的目的，將自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用到微藻空氣凈化器自動(dòng)控制系統(tǒng)中，使整個(gè)控制系統(tǒng)更自動(dòng)化、智能化，且